Способ настройки моментного вентильного электродвигателя Советский патент 1987 года по МПК H02K26/00 H02K29/06 

ный датчик положения ротора 6, содержит операции установки настраиваемого электродвигателя с объектом управления в стенд 9, подачи на дат- чик положения ротора питающего напряжения, разворота статора датчика относительно статора двигателя и фиксации углового положения статора датчика, соответствуницего максимуму вращакяцего момента по угловому по

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, и предназначено для настройки в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве испопнительньгх моментных двигателей систем автоматического управления.

Цель изобретения - повьппение точ- ности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда.

На фиг.1 представлен пример функциональной схемы моментного вентиль - ного двигателя (МВД) и Настроечного стенда, реализующего известный способ; на фиг.2-4 - диаграммы, поясняющие работу предпагаемого технического решения; на (twr.S - вариант стенда по предлагаемому способу в случае применений , синусно-косинусно- го вращающего трансформатора (СКВТ) в качестве датчика положения ротора (ДПР).

Предлагаемый способ настройки моментного вентильного двигателя заключается в следующем.

Устанавливают электромеханический узел (фиг.1/ , включающий в себя синх ронный двигатель 1 с постоянными магнитами на роторе 2 и обмотками синусной 3 и косинусной 4 якоря, расположенными на статоре под углом 90 эл. град., а также объект управления 5 и ДПР 6 с расположенными на нем статорной 7 и ведущей синусной 8 обмотками, причем ротор 2 кинематически соединен с объектом 5 управления и осью ДПР 6% в настроечный стенд 9, состоящий из источника 10

8833

ложению, соответствующему полной остановке электродвигателя. Синусную обмотку синхронного двигателя подключают к источнику номинального и максимального напряжения, а фиксацию максимума вращающего момента осуществляют по минимуму напряжения на сунусной обмотке датчика положения ротора . 5 ил.

5

5

„.

0

5

питающего напряж .;:-;ия ДПР, источника 11 номинального постоянного напряжения, источника 12 максимального постоянного напряжения, переключающей кнопки 13 и вольтметра 14.

Подают на синусную обмотку 3 синхронного двигателя 1 номинальное постоянное напряжение от источника 1I и питающее напряжение на вход ДПР 6 от источника 10 и подключают вольтметр 14 к синусной обмотке 8 ДПР 6..

Кратковременно путем нажатия переключающей кнопки 13 на синусную обмотку 3 синхронного двигателя 1 подают максимальное напряжение от источника 12.

Разворачивают статор ДПР 6 относительно статора синхронного двигателя I до момента достижения минимума напряжения по вольтметру 14.

При подаче номинального напряжения от источника 11 на синусную о.б- мотку 3 синхронного двигателя 1 возникает вращающий момент

Mg KF(.FpSin6i Mg sinci, где М ji - максимальный вращающий момент;

-магнитодвижущая сила (МДС) в воздушном зазоре, создаваемая ротором синхронного двигателя;

-МДС в воздушном зазоре, создаваемая синусной обмоткой статора синхронного двигателя;

«d - угол между векторами F

и FP ;

К - коэффициент пропорциональности.

Под действием вращающего момента (М J ) ротор 2 синхронного двигателя I поворачивается до тех пор, пока

угол ОС , а следовательно, и М

ер

не станет равным нулю. Это произойдет в том случае, когда магнитные силовые линии потока F будут скользить, вдоль силовых линий потока Fp (фиг.2),

В реальном объекте из-за наличия трения ротор 2 поворачивается до значения 6i О, а до величины угла oC Oio (4иг.4), обусловленного напряжением трогания синхронного двигателя 1 с нагрузкой 5 и определяемого по формуле:

arcsin

UIL

и

ном

Для уменьшения величины оСд , а следовательно, и повышения точности настройки на синусную обмотку 3 синронного двигателя 1 необходимо краковременно подать максимальное напряжение и от источника 12 с помощью переключающей кнопки 13. Длительность подачи напряжения Одц должна удовлетворять условию

t «{5-10)Т„

где Т

-пр

F

- постоянная времени двигателя с учетом инерционной нагрузки,

с тем, чтобы не было перегрева двигателя .

Поскольку напряжение в двигателе с нагрузкой сохраняется, а величина приложенного напряжения U.g , то ротор 2 двигателя дополнительно довернется и уменьшит угловую ошибку выставки датчика ДПР в предлагаемой антенне до величины

arcsin

UT

Таким образом, точность выставки нулевого положения ротора в гфедпа- гаемом способе повьшгается.

Если настроенный таким образом электромеханический узел МВД включить совместно с электронным- узлом, т.е. синусную и косинусную обмотки ДПР 6 подключить через усилители к соответствующим статорным обмоткам синхронного двигателя 1, то напряжение на синусной обмотке 3 будет равно нулю, так как при настройке разворотом статора ДПР 6 мы добились минимума напряжения в синусной обмотке ДПР 6, а в косинусной - максимума.

Ш

J5

хт

20

25

30

40

45

50

55

При этом вращающий момент равен

Мв Мв,«()-Поскольку настройкой добиваются значения - О, то вращающий момент, развиваемый двигателем при работе, будет максимален.

Если в качестве ДПР используется индукционный датчик, например синус- но-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), то минимальные напряжения на его синусной и косинусной обмотках ((}мг.З) чередуются -через 180 эл. град., т.е при настройке возможен ложный нуль. Дпя исключения этого конец статорной 7 обмотки ДПР 6 соединить с началом синусной 8 обмотки. После проведения 3-и операции настройки МВД необходимо переключатель стенда поставить в положение . При этом вольтметр 14 подключается к началу обмотки возбуждения и концу синусной обмотки ДПР 6, а постоянное питающее напряжение переключается с синусной обмотки 3 двигателя 1 на косинусную 4. Под действием вращающего момента двигатель I повернется на 90 эл. град, и напряжение U на косинусной 4 и обмотке ДПР 6 станет минимальным (точка а , фиг.З), а на синусной 8- максимальным. Если ДПР находится в истинном нуле (точка а, фиг.З), то, как следует из фиг.З, показания вольтметра, измеряющего сумму напря- жений Ug + UBX должны увеличиться, а если в ложном (точка &, фиг.З) - уменьшиться.

Если датчик находится в .ложном нуле, необходимо переключатель поставить в положение sin и развернуть статор ДПР на 180 до минимального показания по прибору.

Сравнение известного и предлагаемого настроечных стендов показывает, что настроечное оборудование в предлагаемом способе значительно упрощается за счет исключения двух усилителей и инвертора, а настройка облегчается и ускоряется за счет отсутствия операции на настройке усилителей, необходимой при известном способе.

Формула изобретения

Способ настройки моментного вентильного электродвигателя, включающего в себя ротор, статор с обмоткой якоря и синусно-косинусный датчик

положения ротора, содержащий операции устаиовки настраиваемого электрдвигателя с объектом управления в стенд, подачи на датчик положения ротора питающего напряжения, разворота статора датчика относительно статора двигателя и фиксации угло- вогб положения статора датчика, соответствующего полной остановке электродвигателя, отличаю

щ и и с я тем, что, с целью повышения точности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда, синусную обмотку двигателя поочередно подключают к источнику номинального и максимального напряжений, а фиксацию максимума вращакг- щего,момента осуществляют по минимуму напряжения на синусной обмотке датчика положения ротора.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бескон актной коммутацией. Цель изобретения - повышение точности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда. Способ настройки двигателя, включающего в себя ротор 2, статор с обмотками якоря 3 и 4 и синусно-косинус- W с

fP

Истинный ну/гь

ФигЗ

л

oig

, UTP

1288833

о((злграЗ)

(рие.5

Составитель С.Шутова Редактор С.Патрушева Техред И .Попович Корректор Е.Рошко

Заказ 7819А54 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигра(}мческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.